Pembentukan bintang di sekitar memutar lubang hitam?

Maafkan pertanyaan amatir. Ketika mencoba memikirkan apa pun kecuali apa yang terjadi selama prosedur gigi, pikiran saya beralih ke model bintang yang dekat dengan lubang hitam yang berputar dan efek pada benda yang digambar.

Walaupun sudah jelas bahwa masalah seperti itu akan tereksitasi pada suhu tinggi dapatkah kombinasi rotasi dan eksitasi cukup untuk menginduksi reaksi fusi berkelanjutan?

Jika demikian, apakah ini akan menghasilkan energi yang cukup untuk mempertahankan 'cincin' fusi di cakrawala acara - pada dasarnya bintang donat?

Apakah akan ada cukup reaksi untuk mulai memproduksi elemen yang lebih ringan?

Keingintahuan murni dihasilkan oleh upaya untuk mengalihkan perhatian saya

Pertambahan material ke dalam (ke dalam) lubang hitam (dan bintang-bintang neutron) menyediakan lingkungan yang sangat panas dan (relatif) padat. Dalam keadaan ini dimungkinkan terjadinya fusi nuklir, pertanyaannya adalah apakah ini penting, baik secara energetik atau sebagai sarana untuk memproduksi elemen kimia baru (nukleosintesis).

Jawaban atas pertanyaan pertama ini relatif mudah. Saat material jatuh ke lubang hitam, momentum sudutnya memaksanya untuk membentuk piringan akresi. Proses viskos memanaskan disk dan memberikan torsi, menyebabkan material kehilangan energi dan momentum sudut dan akhirnya membuatnya jatuh ke lubang hitam. Sebagian besar energi potensial gravitasi (GPE) yang diperoleh saat material jatuh ke lubang hitam akhirnya memanaskan material.

Orbit melingkar stabil paling dalam dari sebuah lubang hitam adalah pada 3 Schwarzschild radii , di mana adalah massa lubang hitam. GPE yang dirilis untuk material bermassa jatuh ke jari-jari ini adalah . yaitu sepersepuluh penuh dari energi massa sisa material dapat dilepaskan sebagai panas. M m ~ G M m c 2 / 6 G M = m c 2 /$=6GM/c^2$$M$$m$$\sim GMmc^2/6GM = mc^2/6$

Bandingkan ini dengan fusi nuklir. Fusi hidrogen menjadi helium hanya melepaskan 0,7% dari massa sisanya sebagai energi yang dapat memanaskan disk akresi.

Jadi dari sudut pandang energik, reaksi fusi dapat diabaikan, kecuali mereka dapat terjadi lebih jauh di dalam disk

Pertanyaan tentang hasil nukleosintesis lebih kompleks. Semakin besar lubang hitam dan semakin tinggi tingkat akresi, maka secara umum semakin tinggi suhu dan kerapatan cakram dan semakin tinggi tingkat fusi. Tetapi itu juga tergantung pada detail proses pendinginan yang dimungkinkan dan berapa banyak material yang dimasukkan ke dalam lubang hitam. Hu & Peng (2008) menyajikan beberapa model akresi ke dalam lubang hitam 10 massa matahari dan menyarankan bahwa dimungkinkan untuk menghasilkan isotop langka tertentu dengan mekanisme ini. Lubang hitam berukuran Stellar mungkin membutuhkan tingkat akresi super-Eddington yang sangat besar untuk mencapai suhu yang diperlukan untuk mempertahankan fusi nuklir (yaitu laju akresi yang jauh lebih besar daripada yang dimungkinkan oleh tekanan radiasi yang menentang aliran akresi bola bulat), menurutFrankel (2016) . Tingkat tersebut kemungkinan hanya dalam kasus di mana lubang hitam mengganggu pendamping biner, daripada melalui aliran pertambahan yang stabil.

Panas dalam piringan akresi terjadi karena gesekan dan gesekan hanya terjadi ketika ada gerakan relatif. Jadi dalam piringan akresi itu banyak partikel yang bergerak relatif satu sama lain dengan kecepatan tinggi, sehingga fusi tidak boleh terjadi, karena untuk itu partikel tersebut harus bersatu. Bahkan di bintang (seperti matahari kita), massa bintang tidak cukup untuk menghasilkan fusi, dan itu membutuhkan bantuan tunneling kuantum, jadi kita tidak bisa mengatakan bahwa tekanan tersedia dalam piringan akresi itu untuk mengatasi tolakan kekuatan nuklir.